汽车车身制造工艺学(唐远志)-第10章车身焊装工艺概述.pdf

第3 篇车身焊装工艺 第10 章 车身焊装工艺概述 冲压将板料加工成外形各异的成形件，是分散、独立的，必须经过装配焊接才能成为车 所以焊装是车身整体成形的关键工艺．焊装工艺是车身制造工艺中的重要环节。 10.1 车身焊装工艺特点 (1) 连接特点 设计车身时，考虑到制造工艺性，将车身分成若干个分总成，各分总成叉可由若干个合 件或冲压件组成，合件由若干个冲压件组成。车身装焊过程是将若干个零件装焊成合件，再 将若干个合件和零件装焊成分总成，最后将分总成、合件、零件装焊成车身总成。例如图 10-1 所示的轿车车身主要是按图 10-2 的制造顺序装焊的。因车身材料是薄钢板，所以车身 部件之间为搭焊连接。 一辆载货汽车车身有2000 多个焊点，轿车车身的焊点达5000 多个、累计焊缝长达40m 以 上，螺母、螺栓焊100~200 个，CO2 气体保护焊焊缝累计长2～3m。 (2) 焊接方法 车身零件连接特点决定了对焊接工艺设备的要求，长期实践表明最适合薄钢板连接的就 是电阻焊。采用电阻焊，车身焊接变形小。由于电阻点焊为内部热源，冶金过程简单，且加 热集中，热影响区较小，容易获得优质接头。表 10-1 为车身制造中常用焊接方法及典型应 用实例。 电阻焊是车身制造应用最广泛的焊接工艺，占整个焊接工作量的70 ％以上。 二氧化碳气体保护焊，主要用于车身骨架和车身总成中点焊不能进行的连接部位的补 焊。如有些焊接件的组成结构较为复杂或接头在车身底部等，点焊焊钳无法达到，只能用 CO 焊进行焊接。 2 10．2 电阻焊原理与分类 10．2 ．1 电阻焊原理 电阻焊的物理本质是利用焊接区金属的电阻热和在压力作用下的塑性变形，使结合面的 金属原子之间达到晶格距离，形成金属键，产生足够的共同晶粒，在外压力作用下得到焊点、 焊缝或对接接头。 如图10 一3 所示，将置于两电极之间的工件施加压力F，并在焊接处通以电流I，利用 电流通过工件本身的电阻产生的热量使温度升高造成局部熔化，断电冷却时，在压力继续作 用下该熔化处立即凝固，形成牢固接头。这种工艺过程称为电阻焊。 电阻焊有如下特征。 ①利用电流通过工件焊接处的电阻而产生热量，生成熔核将工件焊接在一起。 ②整个焊接过程都是在电极压力作用下完成的。 ③在焊接处不需加任何填充材料，也不需任何保护剂。 10.2.2 电阻焊的分类 电阻焊的种类很多，根据接头形式不同可分为搭接焊、对接焊两种。搭接焊可分为点焊、 缝焊和凸焊三种，对接电阻焊可分为电阻对焊和闪光对焊两种。 (1) 点焊 点焊的形式很多，按供电方向来分，有双面点焊( 图10—4)和单面点焊( 图10—5)两种 在两种点焊中，按同时完成的焊点数又可分为单点、双点和多点焊。 双面点焊时，电极在工件的两侧向焊接处馈电，如图10 -4(a) 、(c)、(d)所示，也可以一 侧是电极，另一侧是接触面积较大的导电板，如图 10-4(b)所示，这样可以消除或减轻下面 工件的压痕，常用于汽车车身外袅面或装饰性面板的点焊。图10- 4(c)为同时焊接两个或多 个焊点的双面点焊，使用一个变压器而将各电极并联。要求各通路的阻抗必须基本相等，且 各焊接部位的表面状态、材料厚度和电极压力等都相同，这样才能保证通过各个焊点的电流 基本一致。图10—4(d)为采用多个变压器的双面多点焊，可以避免图10 -4(c) 的不足。 为了保证焊点质量，避免虚焊和拉陷现象，一般将整体铜垫板改成分块式，一个铜垫板承担 一个焊点，如图10-6 所示为整体铜垫板改成分块式。 (2) 凸焊 凸焊是点焊的一种变形，原理如图10—7 所示，它是利用零件原有的能使电流集中的预 制的凸点来作为焊接部位的。凸焊时，一次可在接头处形成一个或多个熔核。 在汽车车身制造中，凸焊主要用于螺母、螺钉等焊到薄钢板的焊件上。 螺母焊电极如图10- 8 所示，下电极由电极体、定位销、绝缘套组成。下电极安装在固 定点焊机下电极座上，采用1：10 锥度的圆锥面配合连接，定位销的作用是保证螺母与工件 之间有准确的位置关系。绝缘套是将定位销与电极绝缘隔离，以免电流从定位销分流造成质 量问题。上电极安装在固定点焊机匕电极座上，在汽缸作用下可上下移动来完成焊接动作。 固定式电极一种型号只能焊一种规格的螺母，操作不方便。为了适应多规格螺母焊接，可采 用锥销式螺母焊极（图10 一9 ） (3) 缝